時藝霖,顧憲紅,毛 薇,王占彬*
(1.河南科技大學(xué)動物科技學(xué)院,河南省飼草飼料資源開發(fā)與畜禽健康養(yǎng)殖院士工作站,河南 洛陽 471003;2. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所,動物營養(yǎng)學(xué)國家重點實驗室,北京 100193;3. 鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南 鄭州 450000)
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專題論述
紫蘇籽化學(xué)成分提取工藝條件及應(yīng)用研究進(jìn)展1*
時藝霖1,顧憲紅2,毛 薇3,王占彬1*
(1.河南科技大學(xué)動物科技學(xué)院,河南省飼草飼料資源開發(fā)與畜禽健康養(yǎng)殖院士工作站,河南 洛陽 471003;2. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所,動物營養(yǎng)學(xué)國家重點實驗室,北京 100193;3. 鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南 鄭州 450000)
紫蘇籽是我國傳統(tǒng)的藥食兩用類中藥材之一,含有多種功能性成分,如蛋白質(zhì)、氨基酸、α-亞麻酸、黃酮、迷迭香酸、萜烯類、多糖等,具有抗衰老、降血壓、降低膽固醇、抑制癌細(xì)胞分化、提高機(jī)體免疫力等多種生理功能。本文綜述了近年來國內(nèi)外對紫蘇籽化學(xué)成分分析、提取工藝的研究進(jìn)展,以及紫蘇籽在飼料、保健、食品和化工行業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀,為紫蘇籽資源的合理開發(fā)提供參考基礎(chǔ)。
紫蘇籽;化學(xué)成分;提取工藝條件;應(yīng)用
紫蘇籽又稱蘇子(Perillafrutescensseed),為唇形科紫蘇屬草本植物紫蘇(Perillafrutescens,Linn. Britt)的干燥成熟果實,常見的有紫蘇和白蘇兩種。紫蘇籽原產(chǎn)于中國,是我國傳統(tǒng)的中藥材,在我國已有2000多年的栽培歷史[1],主要應(yīng)用于飼料添加劑、醫(yī)藥、香料、食品、糧油加工等方面[2]。紫蘇籽呈橢圓形或類球型,灰棕色或灰褐色,表面有花紋,有油性,壓碎有香味,其性辛、溫,歸肺經(jīng),主要用于痰壅氣逆,咳嗽氣喘,腸燥便秘等癥狀[3]。紫蘇籽中主要化學(xué)成分為α-亞麻酸552.4 mg/g、黃酮12.19 mg/g、熊果酸0.47 mg/g、齊墩果酸0.22 mg/g和迷迭香酸10.184 mg/g等[4-7]。其藥理作用有降血糖血脂、抑菌抗炎、抗過敏、止血、解熱鎮(zhèn)靜、抗氧化、抗微生物、止嘔、提高記憶力等[8]。目前國內(nèi)外研究者已在紫蘇籽的化學(xué)成分分析、提取制備及應(yīng)用等方面做了大量基礎(chǔ)研究,同時也取得了一定的階段性成果。鑒于紫蘇籽藥食同源等中藥價值,為促進(jìn)其更為深入的研究開發(fā),本文主要對目前紫蘇籽中化學(xué)成分分析、提取以及在畜牧業(yè)、醫(yī)療保健和食品化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用的最新研究進(jìn)展進(jìn)行了系統(tǒng)的綜述。
植物化學(xué)研究證實,紫蘇籽富含多種化學(xué)成分,可分為揮發(fā)性成分、半揮發(fā)性成分以及非揮發(fā)性成分。以甘肅白紫蘇為例,其揮發(fā)性成分主要有水芹烯(相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.72%,下同)、紫蘇酮10.51%、桉油精6.58%、丁香酚6.13%、2-甲氧基苯酚4.55%、n-十六酸5.81%、蒎烯3.07%等;半揮發(fā)性成分包括α-亞麻酸16.21%、2-甲氧基苯酚6.65%、α-亞油酸4.44%、n-十六酸4.11%、金合歡醇2.81%等[9];非揮發(fā)性成分包括黃酮類、酚酸類、蛋白質(zhì)、氨基酸、萜類、甾醇類、有機(jī)酸、多糖、β-胡蘿卜素等[10]。
目前對紫蘇籽中有效成分提取的研究多集中在油脂、蛋白質(zhì)、黃酮類及酚酸類等物質(zhì)。
2.1 油脂提取
紫蘇籽油脂的提取方法主要有壓榨法、超臨界CO2萃取法、有機(jī)溶劑提取法、尿素包合法、微波輔助提取法等,其組成成分的分析方法主要采用GC-MS法,各種提取方法均有各自的優(yōu)缺點。
莊云等[11]比較了三種油脂提取方法對紫蘇籽出油率研究,分別是機(jī)械壓榨法,將紫蘇籽粉碎后過10~20目篩,然后置于壓榨機(jī)中,溫度控制在100 ℃、提取時間8 h,此方法出油率為12.79%;化學(xué)萃取法和索氏提取法,各取10 g紫蘇籽粉分別使用60~90 ℃石油醚進(jìn)行化學(xué)萃取和索氏抽提,化學(xué)萃取法在室溫(25 ℃)下進(jìn)行,索氏抽提法溫度控制在80 ℃左右,提取時間均為6 h,3次重復(fù)減壓回收溶劑得到紫蘇籽油,出油率分別為15.37%、18.52%;超臨界CO2萃取法,將紫蘇籽粉碎后裝入料桶然后放入萃取釜中,分離釜I壓力8 MPa、溫度38 ℃;分離釜Ⅱ壓力5 MPa、溫度35 ℃,CO2流量為30 L/h,萃取時間2 h,紫蘇籽油提取率為38.58%。有人采用索氏抽提法將紫蘇籽中的油脂提取出來,經(jīng)過氣相色譜分析,紫蘇籽揮發(fā)油不飽和脂肪酸主要成分為亞麻酸53%、油酸20.9%、亞油酸15.4%、棕櫚酸7.3%、 硬脂酸2.5%[12]。許萬樂等[13]通過GC分析法對不同品種紫蘇籽油中脂肪酸的組成及含量進(jìn)行了測定,結(jié)果表明紫蘇籽油中主要含有油酸13.58%~26.85%、亞油酸9.02%~11.47%、棕櫚酸60%~7.17%和α-亞麻酸57.67%~69.35%。
通過以上方法的對比可以看出,新型油脂提取工藝優(yōu)于傳統(tǒng)的油脂提取工藝,提高了油脂的出油率,并且不易產(chǎn)生有毒有害等物質(zhì),開發(fā)前景廣闊,但是也存在工藝復(fù)雜、成本高等缺點,仍需要進(jìn)一步的分析和研究。
2.2 蛋白質(zhì)提取
蛋白質(zhì)是生命體中含量最高、功能最重要的生物大分子,作為生命的基礎(chǔ)物質(zhì)之一,在催化機(jī)體內(nèi)各種生化反應(yīng)、調(diào)節(jié)新陳代謝及控制遺傳信息傳遞等方面起著至關(guān)重要的作用[14]。紫蘇籽蛋白質(zhì)含量為20%~23%,經(jīng)壓榨過后的餅粕中蛋白質(zhì)的含量可達(dá)28%~45%,高于小麥、大麥、燕麥、玉米、大米、莧菜等傳統(tǒng)作物的蛋白質(zhì)含量。
李慧珍等[15]使用考馬斯亮藍(lán)G-250法對紫蘇籽中蛋白質(zhì)含量進(jìn)行分析測定,研究發(fā)現(xiàn)試驗材料的種子中蛋白質(zhì)的平均含量為23.35%。Zhu等[16]采用優(yōu)化超聲輔助法對紫蘇籽粕中蛋白質(zhì)進(jìn)行提取,得出的最佳提取工藝為超聲功率61 W、溫度40 ℃、固體液體比率為40 mL/g、提取時間12 min,這種條件下紫蘇籽粉蛋白質(zhì)得率為10.77%。
為了達(dá)到理想的提取效果,石瑋婷等[17]以紫蘇籽為原料,首先利用石油醚將其脫脂,然后采用微波輔助法提取紫蘇籽蛋白質(zhì)最佳工藝條件為:固液比1∶10、微波功率200 W、pH10.0、微波時間8 min,在此條件下測得脫脂紫蘇籽粗粉蛋白質(zhì)提取率為25.85%,其蛋白質(zhì)含量為43.01%,此方法可以去除脫脂紫蘇籽粉中粗蛋白的大量無機(jī)鹽雜質(zhì),提高蛋白質(zhì)的純度,并且在處理過程中蛋白質(zhì)沒有發(fā)生變性。
2.3 黃酮提取
黃酮類化合物是指核心為C6-C3-C6苯并-γ-吡喃酮的化合物,廣泛存在于天然植物中,因其獨特的生物活性和化學(xué)結(jié)構(gòu),對哺乳動物的細(xì)胞具有重要的生理生化作用。近年來,國內(nèi)外對紫蘇籽黃酮類物質(zhì)的分析、提取條件和工藝進(jìn)行了部分的研究,初步得出紫蘇籽中黃酮類物質(zhì)為芹黃素、木樨草素。
趙茜等[18]采用分光光度分析法對紫蘇不同部位的總黃酮含量測定得出,紫蘇不同部位的黃酮含量依次為:葉>根>果實>花>莖,其中紫蘇籽中黃酮含量為12.17 mg/g。同樣鄒茜[19]使用紫外光分光光度分析法測得紫蘇籽中總黃酮含量約為12.19 mg/g。Nariynki等[20]從紫蘇的葉子和成熟的種子中分離出了16種黃酮類化合物,而紫蘇籽中主要有5種花色素甙和2種黃酮類化合物木犀草素和芹黃素。 田海娟等[21]為明確紫蘇油粕中黃酮類物質(zhì)的最佳提取工藝條件,采用超聲波法提取紫蘇籽油粕中的黃酮,最佳提取工藝:料液比1∶30、乙醇濃度60%、超聲溫度75 ℃、超聲時間30 min,在此條件下紫蘇籽油粕中黃酮提取率為2.91%。該方法節(jié)約時間和溶劑,提取率高,降低生產(chǎn)成本,提高了經(jīng)濟(jì)效益,適用于大批量提取。
2.4 酚酸提取
酚酸類物質(zhì)主要存在于植物的花、葉和果實中,因其具有較強(qiáng)抗氧化、清除自由基的能力,在生產(chǎn)中被廣泛的應(yīng)用[22]。有研究指出,紫蘇籽中酚酸類物質(zhì)主要是迷迭香酸。
Gu等[23]采用高效液相色譜法對紫蘇籽中的抗氧化物進(jìn)行定量分析,測得紫蘇籽中酚酸類物質(zhì)迷迭香酸含量為26.7 g/100g。Lee等[24]采用核磁共振、超高液相色譜-光電二極管陣列檢測器/質(zhì)譜(UPLC-PDA-ESI/MS)相結(jié)合對不同品種的紫蘇籽中酚類物質(zhì)的含量及成分進(jìn)行測定分析,得出紫蘇籽中含有九種酚類化合物,即咖啡酸-3-O-葡萄糖苷、咖啡酸、芹菜素-7-O-葡萄糖苷、木犀草素-7-O-葡萄糖苷、迷迭香酸、迷迭香酸-3-O-葡萄糖苷、金圣草黃素、芹菜素和木犀草素,其總酚類物質(zhì)的含量高達(dá)48%。Ha等[25]也從紫蘇籽中分離出五種酚類化合物,即咖啡酸-3-O-葡萄糖苷、迷迭香酸、迷迭香酸-3-O-葡糖苷、木犀草素和芹菜素。Tang等[26]選用一種新型的均質(zhì)化粉碎性物質(zhì)提取技術(shù)(SET),對紫蘇籽油粕中酚酸類物質(zhì)進(jìn)行提取鑒定,最佳提取工藝為:固液比10∶1、提取功率為150V、連續(xù)提取兩次、每次2 min,迷迭香酸得率為0.27%,經(jīng)分析得出,紫蘇籽油粕中含有迷迭香酸和咖啡酸,此方法適用于各種油粕活性成分提取,并且提取效率較高,優(yōu)點為節(jié)約提取時間、提高提取效率、保護(hù)對溫度敏感的成分。
2.5 其他成分提取
紫蘇籽中除了油脂、蛋白質(zhì)、黃酮和酚酸類化合物的提取分析外,其他成分研究也有報道。例如,采用反相高效液相色譜法準(zhǔn)確測定紫蘇籽中萜類化合物熊果酸和齊墩果酸的含量,利用不同的色譜分析條件,測得紫蘇籽中熊果酸和齊墩果酸的平均含量分別為0.47 mg/g、0.22 mg/g[27]。此方法具有操作簡便、分析準(zhǔn)確等優(yōu)點。
3.1 紫蘇籽在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用
利用天然植物開發(fā)替代抗生素飼料添加劑是飼料工業(yè)國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點之一。紫蘇籽作為我國的傳統(tǒng)中草藥,具有無污染、無藥物殘留的特性。紫蘇籽中所含的有效成分不僅可以提高動物的生產(chǎn)性能、改善動物性產(chǎn)品的品質(zhì)、提高動物體免疫力,同時對人體也具有良好的保健功能。紫蘇籽餅粕是經(jīng)過物理壓榨后的副產(chǎn)品,其適口性好、味道芳香、并且蛋白質(zhì)和必需氨基酸的含量豐富,是很好的植物蛋白資源,可用作動物飼料中蛋白質(zhì)的組成成分,也可以作為飼料添加劑添加到飼料中。紫蘇籽作為飼料添加劑對動物影響主要有以下幾個方面。
3.1.1 對動物生產(chǎn)性能影響 研究報道,將紫蘇籽提取物添加到家禽的飼糧中不僅可以提高蛋雞的產(chǎn)蛋率、平均蛋重、料蛋比以及飼料轉(zhuǎn)化率等生產(chǎn)性能,而且提高肉雞消化道中各種消化酶的活性,改善腸道環(huán)境,進(jìn)而提高肉雞的生長性能??梢源龠M(jìn)育肥豬血清中相關(guān)生長調(diào)節(jié)劑的分泌,增加蛋白質(zhì)合成,促進(jìn)豬只快速生長,但是對育肥牛的生長性能無顯著影響,這可能與反芻動物特殊的消化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和菌群的影響有關(guān),這一問題還有待于進(jìn)一步研究[28]。紫蘇籽提取物對水生動物也具有一定的促進(jìn)作用,呂耀平等[29]研究表明,在異育銀鯽的飼糧中添加300 mg/kg紫蘇籽提取物,可使異育銀鯽的增重率達(dá)99.5%,效果顯著。
紫蘇籽中的黃酮、迷迭香酸等生物活性物質(zhì)可以通過調(diào)節(jié)機(jī)體生理、生化機(jī)制,達(dá)到促進(jìn)動物生長和生產(chǎn)的作用。研究表明,黃酮類物質(zhì)主要通過與金屬離子螯合來阻止·OH的生成,與O2-·的反應(yīng)阻止自由基引發(fā),與脂質(zhì)過氧化基ROO·反應(yīng)阻止氧化過程這三個階段有效的阻止自由基在體內(nèi)的產(chǎn)生,同時黃酮類化合物與機(jī)體內(nèi)雌激素受體結(jié)合,促進(jìn)黃體生成和排卵,對畜禽的生產(chǎn)性能具有雙向調(diào)節(jié)的作用[30]。迷迭香酸可以通過一氧化碳生成以及抑制誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,NOS)的蛋白合成而發(fā)揮抗氧化作用;也可以通過競爭性結(jié)合脂質(zhì)過氧基,使脂質(zhì)過氧化連鎖反應(yīng)終止[31]。Lee等[24]通過對紫蘇籽提取物的抗氧化特性進(jìn)行分析得出,其抗氧化力的強(qiáng)弱與提取物中酚類物質(zhì)的含量成正比,同時還測得DPPH抗氧化力高達(dá)83%,ABTS 在50 LG/mL時的抗氧化力可達(dá)到91%。紫蘇籽中的這些生物活性物質(zhì)具有較強(qiáng)的清除體內(nèi)自由基和抗氧化的生物功能,可以通過減少體內(nèi)脂質(zhì)過氧化物的產(chǎn)生,延緩機(jī)體衰老,從而起到提高動物生產(chǎn)性能的作用[32]。
3.1.2 對動物免疫功能影響 中草藥大多都具有增強(qiáng)動物免疫功能的作用,其增強(qiáng)免疫的主要成分為脂肪酸、酚酸類、植物黃酮以及多糖等。紫蘇籽中富含α-亞麻酸,其含量占總不飽和脂肪酸的53%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其他籽實類植物中α-亞麻酸的含量。α-亞麻酸屬ω-3系列多不飽和脂肪酸,其代謝物為二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA)。ω-3系列多不飽和脂肪酸對自然殺傷細(xì)胞和T細(xì)胞的活化、細(xì)胞因子產(chǎn)生、免疫細(xì)胞的增值以及免疫應(yīng)答具有不同的調(diào)節(jié)作用,是近年來國內(nèi)外在免疫營養(yǎng)素中的研究熱點。研究表明,ω-3系列多不飽和脂肪酸可以通過對免疫細(xì)胞膜上的分子和受體表達(dá)的調(diào)節(jié)作用來影響機(jī)體細(xì)胞免疫反應(yīng),可以通過增加腸系膜淋巴結(jié)和血液中免疫球蛋白含量,提高機(jī)體體液免疫,還可以通過對樹突狀細(xì)胞進(jìn)行調(diào)控來發(fā)揮對機(jī)體免疫系統(tǒng)的作用[33]。迷迭香酸可以通過抑制T淋巴細(xì)胞系統(tǒng)增值、抑制花生四烯酸代謝途徑中5-脂氧合酶、抑制核細(xì)胞因子κB信號通路等對機(jī)體免疫系統(tǒng)起到調(diào)節(jié)作用。生物類黃酮具有增強(qiáng)機(jī)體體液免疫和非特異性免疫的功能,但是具體提高機(jī)體免疫功能的機(jī)制尚需要進(jìn)一步的研究。張文火等[34]以育肥牛為實驗對象,在飼糧中添加0.03%紫蘇籽提取物,可顯著升高血清中免疫球蛋白Ig-A的濃度,其Ig-G、IL-2和INF-γ濃度均有升高趨勢。謝君等[35]報道,在肉仔雞飼糧中添加不同水平的紫蘇籽提取物與添加抗生素對比,添加紫蘇籽提取物組免疫器官指數(shù)、新城疫抗體效價及血清中Ig-G濃度均有顯著提高,其效果優(yōu)于抗生素。
3.1.3 對動物產(chǎn)品品質(zhì)影響 紫蘇籽中富含α-亞麻酸,α-亞麻酸又屬于多不飽和脂肪酸中ω-3系脂肪酸,是人體必需脂肪酸,與人類健康密切相關(guān),它不僅是細(xì)胞膜磷脂的基本組成成分,對細(xì)胞膜的變形性和流動性具有重要的決定作用,而且還具有氧化供能作用,但是在體內(nèi)無法合成,必須從體外攝取[9]。因此生產(chǎn)富含多不飽和脂肪酸的產(chǎn)品,不僅有利于人體攝入足量且平衡的ω-3系脂肪酸食品,而且也會產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。研究報道[36],向1日齡鵪鶉的基礎(chǔ)日糧中添加10%的紫蘇籽粉,可顯著提高35日齡和50日齡鵪鶉肉中多不飽和脂肪酸和ω-3多不飽和脂肪酸含量以及50日齡鵪鶉肉中蛋白質(zhì)的含量,早期投喂有利于多不飽和脂肪酸和ω-3脂肪酸在肉中沉積。臧素敏等[37]研究在蛋雞日糧中添加不同水平的紫蘇籽對雞蛋蛋黃中多不飽和脂肪酸、脂肪酸和膽固醇含量的影響,結(jié)果表明,雞蛋蛋黃中多不飽和脂肪酸和脂肪酸含量隨飼糧中添加紫蘇籽量增加而增加,添加適量的紫蘇籽可以降低蛋黃膽固醇含量,但效果不明顯。馮曉梅等[38]給產(chǎn)蛋雞補(bǔ)飼強(qiáng)化多不飽和脂肪酸的飼糧,15 d后檢測發(fā)現(xiàn),雞肉、雞心、雞肝以及蛋黃中DHA和α-亞麻酸的含量基本穩(wěn)定,并且對產(chǎn)蛋雞產(chǎn)蛋率、采食量以及體重?zé)o不良影響。由此可知,在動物的飼糧中添加紫蘇籽可以用于生產(chǎn)富含多不飽和脂肪酸的動物產(chǎn)品。
多不飽和脂肪酸可以通過抑制某些酶的活性促進(jìn)體內(nèi)脂肪降解,減少脂肪的合成和沉積,而脂肪含量的高低與肌肉的柔嫩度成正比關(guān)系。多不飽和脂肪酸對畜禽肉的風(fēng)味、柔嫩度、系水力以及禽蛋的品質(zhì)等有著重要的影響作用。潘存霞等[39]研究表明,在肉雞飼糧中添加紫蘇籽提取物可以顯著提高肉雞胸肌和腿肌的柔嫩度,降低胸肌和腿肌中脂肪含量。褚曉紅等[40]將紫蘇籽提取物作為飼料添加劑添加到育肥豬的飼糧中,可以明顯的改善豬肉的品質(zhì)、免疫功能以及生長發(fā)育情況。張文火等[34]試驗表明,紫蘇籽提取物對育肥牛牛肉的肉嫩度有一定的改善作用。目前,關(guān)于紫蘇籽對牛奶中營養(yǎng)成分及品質(zhì)的影響尚未見報道,至于動物性產(chǎn)品營養(yǎng)成分和品質(zhì)的改善是否與紫蘇籽中黃酮等其他類生物活性成分有關(guān),有待于進(jìn)一步的研究。
此外,管日新等[41]研究報道,將紫蘇籽通過超臨界CO2萃取技術(shù)得到的紫蘇籽油與紫蘇提取液混合配制的飲料,給脂代謝紊亂性大鼠飲用28 d后發(fā)現(xiàn),可以顯著降低大鼠血清中甘油三酯(TG)和總膽固醇(TC)的濃度,升高高密度脂蛋白(HDL)濃度。Tan等[42]研究表明,日糧中添加紫蘇籽提取物能顯著降低鵪鶉血清中總膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白含量,升高血清中高密度脂蛋白含量。趙紅梅等[43]研究了復(fù)方紫蘇中草藥飼料添加劑超微粉對仔豬影響,結(jié)果表明,添加0.5%的量可以明顯降低仔豬腹瀉率和死亡率。
3.2 在醫(yī)療保健方面應(yīng)用
3.2.1 醫(yī)藥方面 紫蘇籽是我國傳統(tǒng)的中藥材,具有降氣、消痰、平喘、抗炎、解毒、疏肝、益脾、鎮(zhèn)痛、潤腸和舒暢等功效。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明,紫蘇籽中含有多種活性成分,如黃酮類、迷迭香酸、萜類、脂類和多糖等。紫蘇籽中的黃酮類物質(zhì)具有降血脂、抗氧化、提高免疫力和抑菌的作用;酚酸類物質(zhì)迷迭香酸具有較強(qiáng)的清除自由基、抗氧化能力,同時還具有抗癌、抗炎、抗病毒、抗血栓、抗血小板聚集和預(yù)防糖尿病的作用;花青素具有較強(qiáng)的清除自由基、抗氧化、誘導(dǎo)傷口愈合、促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡等作用。油脂中的α-亞麻酸有降血壓、降血脂、抑制血小板聚集、抑制動物炎性細(xì)胞生長和神經(jīng)元細(xì)胞凋亡、減少血栓形成、抗乳腺癌細(xì)胞的生長和代謝作用,對結(jié)腸癌有拮抗作用,可降低其發(fā)生率[44-49]。
3.2.2 保健方面 紫蘇籽是我國衛(wèi)生部首批頒布的60種藥食兩用類中藥材之一。紫蘇籽富含油脂,紫蘇籽油是很好的保健食用油。蘇籽油中含有ω-3系列的α-亞麻酸,其代謝物為二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA)。ω-3脂肪酸具有降“三高”(血壓、膽固醇、甘油三酯)和抗炎癥的功效[50], DHA和EPA對增強(qiáng)智力和記憶力、增強(qiáng)免疫力、促進(jìn)視網(wǎng)膜發(fā)育等有明顯的作用。還有大量的研究顯示紫蘇籽油還具有抗癌、緩和身體緊張、預(yù)防血栓性老年癡呆等功能作用[51]。Peiretti等[52]通過在兔子日糧中添加紫蘇籽提取物的試驗表明,紫蘇籽提取物中含有降低動脈粥樣硬化和血栓形成的活性成分。研究報道[53],將紫蘇籽粉與麥芽糖、乳糖等物質(zhì)均勻混合后,經(jīng)過制片加工工藝制作成咀嚼片,然后對其營養(yǎng)成分進(jìn)行分析結(jié)果表明,紫蘇籽咀嚼片中維生素和礦物質(zhì)含量豐富,對人體的健康具有良好的作用。目前許多國家已對紫蘇的高度關(guān)注并積極展開紫蘇保健品的研制,其中美國已將紫蘇列入到抗癌食品的研制計劃中。日本也將其作為功能性食品原料進(jìn)行廣泛的開發(fā),他們在兒童食品(如餅干、點心)中加入適量的紫蘇籽油,用來緩解兒童哮喘和過敏性皮炎等疾病的發(fā)生。與此同時韓國和日本用紫蘇籽油加工成的天然保健品也推向了廣大的市場。
3.3 食用價值
在美國紫蘇籽被FDA組織認(rèn)定為公眾安全食品原料之一。在亞洲紫蘇籽作為香料被廣泛的應(yīng)用,尤其是韓國。紫蘇籽油是紫蘇種子經(jīng)過壓榨加工提純制成的,可以直接食用。因其獨特吸引力的顏色和風(fēng)味,較高的食用保健和藥用價值,紫蘇籽被廣泛地應(yīng)用在食品工業(yè)中,是一種重要的功能性食品材料,長期以來紫蘇籽油在韓國、中國、日本和印度等亞洲國家一直被用于食用油[54]。在熗拌涼菜和烹制熱菜時,因其口味香濃、獨特是調(diào)味之上品。并且對鮮、腥、熟的食品具有良好的保鮮效果。管日新等[41]將紫蘇提取液、蔗糖、紫蘇籽油、配合乳化劑以及多種食用香料相配合制備出的紫蘇保健飲料,通過感官評價得出用紫蘇籽油配制的飲料口感和色澤俱佳。
3.4 工業(yè)原料中的應(yīng)用價值
紫蘇籽油在工業(yè)上應(yīng)用廣泛,紫蘇籽油中含碘量較高,易揮發(fā),易干燥,常用來制造清漆、油漆和油布,也可用于制造阿立夫油、高級潤滑油、油墨、涂料、肥皂、人造革以及提取香精等。此外,紫蘇油中含有的亞油酸及其衍生物等物質(zhì),具有防止皸裂、皮膚干燥和預(yù)防衰老等作用,可作為各種功能性化妝品的配制原料。還有研究指出,紫蘇籽油可制成植物油燃料,用于新能源的開發(fā)[54]。紫蘇籽中含有的功能性成分迷迭香酸和黃酮類化合物,具有較強(qiáng)的抑菌和抗氧化的作用,因此有報道指出紫蘇籽提取物可以作為一種高效、低毒、廣譜抑菌和經(jīng)濟(jì)實用的天然防腐劑[55-56]。
綜上所述, 紫蘇籽及其提取物具有促進(jìn)動物生長、提高機(jī)體免疫力、改善動物源性產(chǎn)品營養(yǎng)成分和品質(zhì)等獨特功效,且無毒、無藥物殘留,飼喂效果好,是一種天然的飼料添加劑,對開辟新的紫蘇籽利用途徑具有重要意義。
目前,國內(nèi)外研究者對紫蘇籽化學(xué)成分分離、鑒定及應(yīng)用等方面做了大量的研究工作,取得了階段性的成果,為紫蘇籽藥食兩用類功能性產(chǎn)品的開發(fā)提供了科學(xué)的理論依據(jù)。紫蘇籽集營養(yǎng)性與功能性于一體,其應(yīng)用價值極高,在飼料、食品、藥品、保健、工業(yè)、化妝品等行業(yè)眾多領(lǐng)域中有著廣闊的市場開發(fā)價值和應(yīng)用前景,尤其是在營養(yǎng)保健,動物飼料添加劑方面具有較高的應(yīng)用價值。
然而,大量試驗證實,紫蘇籽及其相關(guān)產(chǎn)品需要采取有效的工藝對其有效成分進(jìn)行提取加工,并在適當(dāng)劑量范圍內(nèi)才能發(fā)揮出最佳使用效果。目前我國紫蘇籽的提取加工技術(shù)、儀器設(shè)備及生物活性成分分析精準(zhǔn)技術(shù)等還處于初步發(fā)展階段,存在提取成本高、工藝復(fù)雜、有機(jī)溶劑殘留等缺點,所以,提取紫蘇籽中的有效活性成分,如油脂、黃酮、萜類化合物等工藝需進(jìn)一步的加強(qiáng)完善。而且有關(guān)紫蘇籽提取物是如何提高動物的生產(chǎn)性能、免疫功能、改善動物性產(chǎn)品品質(zhì)的作用機(jī)制以及其活性成分在降血脂血壓等方面的影響,均還需進(jìn)一步深入探討與研究。隨著科學(xué)工作者對紫蘇籽藥、食兩用產(chǎn)品的逐步深入研究,紫蘇籽有望成為治療一些疾病的重要藥品、功能性食品和動物飼料添加劑,最終會使人類的健康受益。
[1] Nitta M,Lee J K,Kang C W,et al.The distribution of perilla species[J].Genetic Resources and Crop Evolution,2005,52(7):797-804.
[2] 張 麟,劉大川,李江平,等.紫蘇資源綜合利用技術(shù)的中試生產(chǎn)研究[J].糧油加工,2009(8):51-53.
[3] 國家藥典委員會.《中華人民共和國藥典》[M].第9版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010:900.
[4] Hong E,Kim G H.Comparison of extraction conditions for phenolic,flavonoid content and determination of rosmarinic acid from perilla frutescens var.acuta[J].Int J Food Sci Technol, 2010,45(7):1 353-1 359.
[5] Banno N,Akihisa T,Tokuda H,et al.Triterpene acids from the leaves of perilla frutescens and their anti-inflammatory and antitumor-promoting effects[J].Biosci Biotechnol Biochem, 2004,68(1):85-90.
[6] Meng L,Lozano Y,Bombarda I,et al.Anthocyanin and flavonoid production from perilla frutescens: pilot plant scale processing including cross-flow microfiltration and reverse osmosis[J]. Agric Food Chem,2006,54(12):4 297-4 303.
[7] 劉 娟,雷焱霖,唐友紅,等.紫蘇的化學(xué)成分與生物活性研究進(jìn)展[J].時珍國醫(yī)國藥,2010,21(7):1 768-1 769 .
[8] Meng L,Lozano Y F,Gaydou E M,et al.Antioxidant activities of polyphenols extracted from perilla frutescens varieties [J].Molecules, 2009,14(2):133-140.
[9] 呂金順,丘錫嬌.白蘇子揮發(fā)性及半揮發(fā)性組分的化學(xué)成分及抗氧化活性[J].精細(xì)化工,2009,26(3):273-278.
[10] 張 鑫.紫蘇有效成分提取與資源分類[D].山西 太原:中北大學(xué),2010.
[11] 莊 云,馬 堯.紫蘇子油提取方法比較研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,36(33):14 574,14 586.
[12] Suk Hoo Yoon,Siwon Noh.Positional distribution of fatty acids in perilla (PerillafrutescensL.)oil [J].Journal of the American Oil Chemists' Society,2011,88(1):157-158.
[13] 許萬樂,李會珍,張志軍,等.紫蘇籽油理化性質(zhì)測定及脂肪酸組分分析[J].中國糧油學(xué)報,2013,28(12):106-109.
[14] 呂 薇,蔣建春,徐俊明.蛋白質(zhì)提取及分類純化研究[J].精細(xì)石油化工進(jìn)展,2010,11(1):52-58.
[15] 李會珍,孫子文,李曉君,等.紫蘇種子性狀與主要營養(yǎng)成分相關(guān)性分析研究[J].中國糧油學(xué)報,2013,28(10):55-59.
[16] Zhu J F,Fu Q.Optimization of ultrasound-assisted extraction process of perilla Seed meal proteins[J].Food Sci Biotechnol,2012,21(6):1 701-1 706.
[17] 石瑋婷,李 榮,姜子濤.紫蘇籽蛋白的提取及純化研究[J].中國食品添加劑,2013(4):70-74.
[18] 趙 茜,劉 倩,鄒素蘭.紫蘇不同居群不同部位總黃酮含量的分析[J].時珍國醫(yī)國藥,2013,24(9):2 268-2 269.
[19] 鄒 茜.淺談紫蘇不同群居不同部位總黃酮含量測定的差異[J].當(dāng)代醫(yī)藥論從,2014,12(9):32-34.
[20] Nariyuki I.Anthocyanins and flavones in leaves and seeds of perilla plant[J]. Agricultural and Biologieal Chemistry,1981,45(8):1 855-1 860.
[21] 田海娟,王 磊,張 靜,等.超聲波法提取紫蘇油粕黃酮的工藝研究[J].中國調(diào)味品,2013,38(12):1-4.
[22] Barros L,Duefias M,Ferreirai C F R,et al.Use of HPLC-DAD-ESI/MS to profile phenolic compounds in edible wild greens from Portugal [J].Food Chemistry,2011,127(11):169-173.
[23] Liu H Y,Zhang C Q.Effects of daidzein on messenger ribonucleic acid expression of gonadotropin receptors in chicken ovarian follicles[J].Poultry Science,2008,87(7):541-545.
[24] Jin H L,Ki H P,Myoung H L,et al.Identification, characterization,and quantification of phenolic compounds in the antioxidant activity-containing fraction from the seeds of korean perilla (Perilla frutescens) cultivars[J].Food Chemistry,2013,136:843-852.
[25] Tae J H,Jin H L,Myoung H L,et al.Isolation and identification of phenolic compounds from the seeds of perilla frutescens (L.) and their inhibitory activities against α-glucosidase and aldose reductase[J].Food Chemistry,2012,135(3):1 397-1 403.
[26] Tang W Z,Liu Y Z,Zhao Y Q.A New homogenizing technology to obtain rosmarinic Acid from perilla Oil Meal[J].Chinese Herbal Medicines,2012,4(1):70-73.
[27] 鄒盛勤,陳 武.RP-HPLC法測定紫蘇子、白蘇子中烏索酸和齊墩果酸含量[J].糧食與油脂,2008(2):43-45.
[28] 李 鵬,唐春紅.紫蘇在飼料中的應(yīng)用與研究[J].中國飼料,2010(23):40-44.
[29] 呂耀平,成永旭,吳旭干,等.紫蘇子提取物對異育銀鯽存活、生長以及體生化組成的影響[J].水生生物學(xué)報,2008,32(2):258-266.
[30] Liu H Y,Zhang C Q.Effects of daidzein on messenger ribonucleic acid expression of gonadotropin receptors in chicken ovarian follicles[J].Poultry Science,2008,87(3):541-545.
[31] 周 丹,劉艾林,杜冠華.迷迭香酸的藥理學(xué)研究進(jìn)展[J].中國新藥雜志,2011,20(7):594-598.
[32] Qiao S,Li W,Tsubouchir,et al. Rosmarinic acid inhibits the formation of reactive oxygen and nitrogen species in RAW 2647 macrophages [J]. Free Radic Res,2005,39(9):995-1 003.
[33] Beli E,Li M,Cuff C,et al.Docosah exaenoic acid-eneriched fish oil consum ption modulates immunoglobulin responses to and clearance of enteric reovirus infection inmice[J].J Nutr,2008,138(4):813-819.
[34] 張文火,董國忠,吳永霞,等.紫蘇籽提取物對育肥牛生產(chǎn)性能和免疫功能的影響[J].動物營養(yǎng)學(xué)報,2011,23(3):473-479.
[35] 謝 君,潘存霞,范中勝.紫蘇籽提取物在肉仔雞日糧中使用效果研究[J].飼料工業(yè),2011,32(5):10-12.
[36] 張愛武,鞠貴春,左璐雅,等.紫蘇籽對鵪鶉肉中脂肪酸種類及含量的影響[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2012,40(6):52-58.
[37] 臧素敏,李同洲,宋 永,等.日糧中添加紫蘇籽對雞蛋黃多不飽和脂肪酸和脂肪酸含量影響的研究[J].畜牧與獸醫(yī),2003,35(6):13-16.
[38] 馮曉梅,韓玉謙,李 釤,等.高DHA含量營養(yǎng)保健雞蛋的研究[J].食品科學(xué),2006,27(4):167-170.
[39] 潘存霞,謝 君.紫蘇籽提取物對肉雞生長性能和雞肉品質(zhì)的影響[J].飼料工業(yè),2011(21):12-14.
[40] 褚曉紅,胡錦平,翁經(jīng)強(qiáng),等.紫蘇籽提取物飼喂生長育肥豬的試驗研究[C]∥中國畜牧獸醫(yī)學(xué)會養(yǎng)豬學(xué)分會第五次全國會員代表大會暨養(yǎng)豬業(yè)創(chuàng)新發(fā)展論壇論文集,2010:222-224.
[41] 管日新,李曉君,彭煥玉,等.紫蘇保健飲料的研制及其血脂調(diào)節(jié)作用研究[J].食品研究與開發(fā),2009(12):64-67.
[42] Tan J M,Chen J H.Effects of perila seed on blood lipid regulation and lipid peroxidation of coturnix coturnix with hyperlipidemia[J].Agricultural Science and Technology,2008,9(2),132-134.
[43] 趙紅梅,梁明振,武少欽,等.超微粉復(fù)方紫蘇中草藥添加劑對斷奶仔豬生長性能的影響[J].中國飼料,2008(6):26-27.
[44] Jeongeun S,Yeong O S. Perilla oil rich in α-linolenic acid inhibits neuronal apoptosis and the expression of inflammation-mediator protein in apoE KO mice[J].Biocatalysis and Agricultural Biotechnology,2012,1(2):167-173.
[45] Rossi M,Negri E,Parpinel M,et al. Proanthocyanidins and the risk of colorectal cancer in Italy[J].Cancer Causes and Control,2010,21(2):243-250.
[46] Lamien-meda A,Nell M,Lohhwasser U. et al. Investigation of antioxidant and rosmarinic acid variation in the sage collection of the gene bank in Gatersleben[J].J Agric Food Chem.2010,58(6):3 813-3 819.
[47] Dubois M,BaillY F,Mbemba G,et al.Reaction of rosmarinic acid with nitrite ions in acidic conditions: discovery of nitro-and dinitrorosmarinic acids as new anti-HIV-1 agents[J].Journal of Medicinal Chemistry,2008,51(8):2 575-2 579.
[48] Jiang W L,Chen X G,Qu G W,et al.Rosmarinic acid protects against experimental sepsis by inhibiting proinflammatory factor release and ameliorating hemodynamics[J]. Shock,2009, 32(6):608-613.
[49] Abdallah H M,Salama M M,Abd-Elrahman E H,et al.Antidiabetic activity of phenolic compounds from pecan bark in streptozotocininduced diabetic rats[J].Phytochemistry Letters,2011,4(3):337-341.
[50] Chang H H,Chen C S,Lin J Y.Dietary perilla oil lowers serum lipids and ovalbumin-specific lgG, but increases total lgE levels in ovalbumin-challenged mice [J].Food and Chemical Toxicology,2009,47:848-854.
[51] ASIF M.Health effects of omega-3,6,9 fatty acids: perilla frutescens is a good example of plant oils[J].Oriental Pharmacy and Experimental Medicine,2011,11(1):51-59.
[52] Peiretti P G,Gasco L,Brugiapaglia A,et al.Effects of perilla(PerillafrutescensL.)seeds supplementation on performance,carcass characteristics, meat quality and fatty acid composition of rabbits [J].Livestock Science,2011,138(1-3):118-124.
[53] Lee J E,Seong J E,Hong S H,et al.Inhibitory effect of perilla oil on hepatic lipid accumulation in the apoE knock-out mice fed high cholesterol diet[J]. Proceedings of the Nutrition Society,2011,70(4):142.
[54] Wua J H,Yang C M,Rong Y Z,et al.Preparation and nutritional characterization of perilla chewable tablet[J].Procedia Engineering,2012,37:202-207.
[55] Mohammad A,Atul K. Nutritional and functional characterisations of perilla frutescens seed oil and evaluation of its effect on gastrointestinal motility[J].Malaysian Journal of Pharmaceutical Sciences,2010,8(1):1-12.
[56] 陸潔靜,任文彬.紫蘇的研究概況[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2009(6):32-34.
Research Progress in the Extraction Technology Condition and Application of Chemical Substances in Perilla Frutescens Seed
SHI Yi-lin1, GU Xian-hong2, MAO Wei3,WANG Zhan-bin1*
(1.ForageResourcesExplorationandAnimalHealthCultivationAcademicianWorkstationofHenanProvince,CollegeofAnimalScienceandTechnology,HenanUniversityofScienceandTechnology,Luoyang471003,China; 2.StateKeyLaboratoryofAnimalNutrition,InstituteofAnimalSciences,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100193,China; 3.ZhenzhouRailwayVocational&TechnicalCollege,Zhenzhou450000,China)
Perilla frutescens seed is one of the traditional Chinese herbs normally used both as food and medicine for its various functional ingredients such as protein, aminoacid, α-linolenic acid, flavones, rosmarinic acid, terpenes, polysaccharides, etc.. Perilla frutescens seed is with physiological features in slowing downdecrepitude, lowering blood pressure, cholesterol, inhibiting cancer cell differentiation, improving body immune, ect. The present paper summarized research progress at home and abroad on the chemical constituents analysis, extraction method and the application staus of perilla frutescens seed in the feed industry, health care, food andchemical industry in recent years to provide a reference basis for reasonable development of perilla frutescens seed.
perilla frutescens seed; chemical components; extraction technology condition; application
2015-02-02
2015-04-10
河南省科技攻關(guān)項目(132102310279)
時藝霖(1989-),女,河南洛陽人,碩士研究生,研究方向:動物營養(yǎng)與免疫。E-mail:kedashiyilin@163.com
*[通訊作者] 王占彬(1962-),男,河南嵩縣人,教授,碩士生導(dǎo)師,研究方向:動物營養(yǎng)與免疫。 E-mail:wangzhanbin3696@126.com
S811.6
A
1005-5228(2015)08-0079-07